劉濟(jì)美
國家工程師系列
看過越戰(zhàn)影片的人幾乎都記得一個(gè)鏡頭:一大群“休伊”直升機(jī)載著美軍陸戰(zhàn)隊(duì)員從天而降,周圍還有裝有M60機(jī)槍的火力支援型“休伊”對(duì)四周隱蔽目標(biāo)掃射——如果沒有“休伊”的身影,就不能稱為越戰(zhàn)影片。
這是專用武裝直升機(jī)正式登上歷史舞臺(tái)的時(shí)期,更是陸軍成為直升機(jī)作戰(zhàn)主角的開始。從越戰(zhàn)開始,美國陸軍離開了地面,飛上了“一樹之高”的天空。
此時(shí),福建邵武中學(xué)的學(xué)生吳希明,有了一次決定人生軌跡的奇遇。
一天,一架直—5直升機(jī)轟鳴著降落在邵武中學(xué)的操場(chǎng)上,隨后幾名解放軍迅速在直升機(jī)周邊建立了警戒線。
“我和小伙伴們被這個(gè)‘龐然大物驚呆了,在當(dāng)時(shí),我并不知道噪音是直升機(jī)的設(shè)計(jì)缺陷,反而覺得這個(gè)聲音令它很威武,我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)地圍著它一圈一圈地跑,看著旋翼發(fā)呆,一遍一遍地想著它是怎樣飛起來的……”
多年后,中航工業(yè)直升機(jī)所總設(shè)計(jì)師吳希明,這樣對(duì)《瞭望東方周刊》回憶。
他主持設(shè)計(jì)的中國第一款專用武裝直升機(jī),被英國《簡(jiǎn)氏防務(wù)周刊》稱為“解放軍樹梢殺手”,外媒稱:直—10武裝直升機(jī)是世界上最現(xiàn)代化和最具戰(zhàn)斗力的武裝直升機(jī)之一,將中國直升機(jī)技術(shù)向前推進(jìn)了20年。
30年來,他先后參與、主持了直—8、直—9、直—11、直—10與直—19等多個(gè)國家重點(diǎn)型號(hào)的研制。作為直—10、直—19兩型武裝直升機(jī)的總設(shè)計(jì)師,吳希明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),實(shí)現(xiàn)了中國直升機(jī)從仿制階段向自主研制階段的艱難飛越。
從法國“海豚”起步
少年時(shí)代的偶遇,引導(dǎo)吳希明開始了對(duì)直升機(jī)的癡迷探索??即髮W(xué)的時(shí)候,他選擇了南京航空航天大學(xué),那是中國唯一學(xué)習(xí)直升機(jī)設(shè)計(jì)的最高學(xué)府。
大學(xué)期間,吳希明第一次系統(tǒng)地了解了“樹梢殺手”的工作原理,然而,老師卻告訴他,只有通過工程實(shí)踐,才能真正領(lǐng)會(huì)飛上“一樹之高的天空”是怎樣的艱難。
陶醉于理論計(jì)算與公式推導(dǎo)之中,吳希明并沒有更多關(guān)注中國直升機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,他對(duì)直升機(jī)的追求是執(zhí)著而又樸素:“中國哪里設(shè)計(jì)直升機(jī),我就去哪里。”
1984年7月10日,大學(xué)畢業(yè)的吳希明走出景德鎮(zhèn)火車站,踏上了去直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所的卡車,沿途所見幾乎都是農(nóng)田。
這座被時(shí)任中央軍委副主席劉華清譽(yù)為“中國直升機(jī)搖籃”的設(shè)計(jì)所隱藏在深山溝里,依山傍水,在江西特有的煙雨天里,設(shè)計(jì)所背后的山頂上總是云霧氤氳,宛若仙境。
直升機(jī)總體設(shè)計(jì)室內(nèi)卻是另一番景象,屋頂噼里啪啦漏著雨,本來就不寬敞的房間被各種塑料布和接水工具占據(jù)著,十多名設(shè)計(jì)人員只能擠在一張大桌子上,用鉛塊壓住有機(jī)玻璃條繪制直升機(jī)的外形。當(dāng)時(shí),他們的任務(wù)是摸索法國“海豚”直升機(jī)的設(shè)計(jì)理念。
吳希明翻開景德鎮(zhèn)的黃頁,38個(gè)單位中有36個(gè)是制造瓷器的。他跑到設(shè)計(jì)所高處向城里眺望,整個(gè)城市的上空都被瓷窯冒出的黑煙籠罩著。
剛?cè)胨髮W(xué)生住的招待所只有兩層樓,通鋪間的木地板因?yàn)槟昃檬?,走上去吱吱作響,所有人走路都有些躡手躡腳,擔(dān)心地板會(huì)忽然斷裂。
“那就是當(dāng)時(shí)中國現(xiàn)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ),那就是當(dāng)時(shí)中國現(xiàn)實(shí)的直升機(jī)產(chǎn)業(yè)……”然而,吳希明的心又是堅(jiān)定的,“一定要制造出凝聚中國智慧的直升機(jī),這就是我要為之奮斗的事業(yè)?!?/p>
難道直升機(jī)是紙糊的
直升機(jī)的特點(diǎn)鮮明,可以垂直起降和在空中懸停,不依托機(jī)場(chǎng),在任何需要的地方都可以起降,便于靈活部署。直升機(jī)的飛行速度可控制在0~360公里/小時(shí)之間,有利于與陸軍作戰(zhàn)行動(dòng)融合,便于在“一樹之高”貼地飛行,也可利用地形地物隱蔽出擊。
正是由于這些性能,直升機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的角色日益重要。
80年代,“陸軍不能只是運(yùn)輸兵”,“陸軍需要飛上‘一樹之高的天空”,“陸軍需要自己的‘樹梢殺手”……這樣的呼聲日漸受到中央軍委的重視。
然而,此時(shí)的中國直升機(jī)設(shè)計(jì)所仍處于異常蕭條的狀態(tài),在吳希明的記憶中,那時(shí)候,由于型號(hào)匱乏,所里的年輕人想盡各種辦法爭(zhēng)活干。山區(qū)的生活很艱苦,有音樂特長(zhǎng)的大學(xué)生甚至組成樂隊(duì)在夜市上賣藝賺生活費(fèi)。
1986年,在中國軍隊(duì)百萬大裁軍的同時(shí),中央軍委決定組建解放軍陸軍航空兵,雖然比先進(jìn)國家晚了20年,但中國直升機(jī)的戰(zhàn)略機(jī)遇終究還是到來了。
為了彌補(bǔ)陸軍武裝反坦克直升機(jī)嚴(yán)重不足的局面,剛組建的陸航部隊(duì)提出了研制武裝直升機(jī)的要求,直—9武裝型直升機(jī)就是在這樣的背景下誕生,成為我國自行研制的第一代多用途武裝直升機(jī)。
年僅21歲的吳希明在師傅的帶領(lǐng)下,第一次真正認(rèn)識(shí)什么是直升機(jī)工程,什么是直升機(jī)設(shè)計(jì)。
“直—9武是在民用直升機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)的武裝直升機(jī),我們想賦予它最好的作戰(zhàn)效能?!碑?dāng)時(shí),參與總體設(shè)計(jì)的吳希明并沒有意識(shí)到,如何解決機(jī)體結(jié)構(gòu)與配裝各類武器兼容性的問題,這將是一個(gè)決定直—9武生死存亡的艱難挑戰(zhàn)。
1988年,進(jìn)行直—9武地面反坦克導(dǎo)彈發(fā)射試驗(yàn)時(shí),意想不到的挫折發(fā)生了。
“當(dāng)?shù)谝幻斗刺箍藢?dǎo)彈發(fā)射后,直—9武的尾部已經(jīng)不見了,由于尾部是復(fù)合材料制造的,整個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),復(fù)合材料的蜂窩結(jié)構(gòu)漫天飄散,導(dǎo)彈的研制方驚呼:‘難道直升機(jī)是紙糊的?我們所有的人都被眼前的一切驚呆了!”吳希明回憶說,這是直—9武研制過程中遇到的最大挫折,差一點(diǎn)導(dǎo)致型號(hào)下馬。
當(dāng)時(shí),無論是導(dǎo)彈還是直升機(jī)的設(shè)計(jì)單位,都沒有考慮導(dǎo)彈發(fā)射的沖擊波與后坐力對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)的影響,也沒有考慮復(fù)合材料制造的機(jī)體結(jié)構(gòu)能否承受導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)尾焰的高溫。試驗(yàn)失敗后,兩家研制單位才開始分析武器發(fā)射對(duì)直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的影響。
“那段日子干得很苦,所里500多名設(shè)計(jì)人員全部撲上去,整整用了3年才最終解決了直升機(jī)與武器系統(tǒng)的匹配問題?!眳窍C鞲嬖V本刊記者,“放在現(xiàn)在,十幾個(gè)設(shè)計(jì)人員,幾個(gè)月就能完成??上攵?dāng)時(shí)的基礎(chǔ)是多么薄弱?!眅ndprint
“在工程中,一切問題都沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,一切問題都需要綜合而平衡地處理,在妥協(xié)與取舍間作出抉擇,只有不斷的迭代與綜合才能使一個(gè)設(shè)計(jì)臻于完美?!闭劦街鄙龣C(jī)工程,吳希明總是滔滔不絕,他說設(shè)計(jì)中的挫折總令人煎熬,但這也正是工程永恒的魅力所在。
趕上了中國直升機(jī)的春天
直—11是一款多用途軍民兩用2噸級(jí)輕型直升機(jī),也是我國首架擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直升機(jī)。目前,它是我國出勤率最高的一款直升機(jī),尤其是交付給中央電視臺(tái)的航拍型直—11,一年能飛行500多小時(shí)。無論西氣東輸工程還是淮河流域抗洪救災(zāi),直—11幾乎見證了90年代至今所有的重大新聞事件。
“它飛得讓我太高興了!”每次提到直—11,作為它的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)者,吳希明總會(huì)心情愉悅,“研制過程非常順利,這得益于當(dāng)時(shí)我們有一個(gè)非常好的參考樣機(jī)?!?/p>
如何為直—11尋找最符合空氣動(dòng)力學(xué)的機(jī)體外形?為此,所里花費(fèi)2000多萬元從國外進(jìn)口了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),但無論是計(jì)算機(jī)工程師還是直升機(jī)設(shè)計(jì)師,沒有人知道如何使用這種最先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具。
一年后,吳希明首次用這套系統(tǒng)完成了直—11全機(jī)理論外形設(shè)計(jì),開了直升機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)的先河。
1994年12月,直—11順利首飛,我國終于結(jié)束了仿制階段,擁有了第一架完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直升機(jī)。
吳希明經(jīng)常說自己很幸運(yùn),趕上了中國直升機(jī)的春天,短短十年間參加了兩個(gè)重要型號(hào)的設(shè)計(jì),而很多老一代直升機(jī)人,終其一生僅僅設(shè)計(jì)了一個(gè)零件。
這一階段,也是中國直升機(jī)工業(yè)創(chuàng)建以來政策最明確、投資力度最大、發(fā)展最穩(wěn)定的時(shí)期。更為關(guān)鍵的是,在直—8、直—9與直—11系列直升機(jī)改型發(fā)展的同時(shí),也迅速促進(jìn)了與之配套的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。
“解放軍的樹梢殺手”
1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng),是武裝直升機(jī)發(fā)揮突出作用的代表性戰(zhàn)爭(zhēng)。無論是在空襲行動(dòng)前長(zhǎng)途奔襲,摧毀伊地面雷達(dá)站為空中打擊力量開辟安全走廊;還是在地面戰(zhàn)過程中集團(tuán)出擊,對(duì)伊裝甲部隊(duì)進(jìn)行毀滅性的打擊,武裝直升機(jī)的作用都舉足輕重。
海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,一架美軍的AH—64“阿帕奇”武裝直升機(jī),甚至創(chuàng)造出一次出動(dòng)單機(jī)摧毀23輛伊軍坦克的驕人記錄。戰(zhàn)后,各國紛紛加快了對(duì)武裝直升機(jī)的研發(fā)、改裝和列裝形成戰(zhàn)斗力的步伐。
此時(shí),直—9武的作戰(zhàn)能力已經(jīng)無法與世界先進(jìn)的AH—64“阿帕奇”、“虎”式直升機(jī)相抗衡,我國決定自行研制直—10武裝直升機(jī)。
2001年2月,年僅37歲的吳希明成為直升機(jī)所的總設(shè)計(jì)師,據(jù)說,他是新中國成立以來最年輕的總師。
在項(xiàng)目研制之初,圍繞著直—10應(yīng)該具備哪些能力,使用部門與研制部門有不同理解。
“性能指標(biāo)之間是一種相互制約的關(guān)系,某一項(xiàng)指標(biāo)提得過高,必定要犧牲其余性能,甚至付出巨大代價(jià),效果卻未必顯著?!眳窍C鹘忉屨f,“所以,直升機(jī)設(shè)計(jì)追求的是一種綜合優(yōu)化與平衡,在動(dòng)態(tài)中保持平衡非常難,需要對(duì)所有的問題了然于胸?!?/p>
了解航空器設(shè)計(jì)的人都將總體設(shè)計(jì)譽(yù)為“玄學(xué)”,即使100多年前人類已掌握了飛行的原理,但是,如何飛得更好卻是一個(gè)永恒的話題。
爭(zhēng)論始終伴隨著這一型號(hào)的研制,總體設(shè)計(jì)也經(jīng)過多輪迭代。
“我們和軍方都希望獻(xiàn)給國家一款最優(yōu)秀的武裝直升機(jī),都希望在未來的戰(zhàn)爭(zhēng)中擁有主動(dòng)權(quán),這些樸素的情感總能使我們放棄爭(zhēng)論往前走。”對(duì)于12年研制過程中圍繞直—10的每一個(gè)細(xì)節(jié),吳希明記得清清楚楚。
隨著研制推進(jìn),直升機(jī)的航電系統(tǒng)與作戰(zhàn)任務(wù)越來越復(fù)雜,重量形勢(shì)也越來越嚴(yán)峻。吳希明和他的團(tuán)隊(duì),甚至要去細(xì)摳0.1克的重量——作為武裝直升機(jī),每增加一克重量都會(huì)帶來任務(wù)能力的下降,所以,提高直升機(jī)的載重性能也被視為直升機(jī)劃代的標(biāo)志。
在此期間,西方曾一度進(jìn)行技術(shù)封鎖,限制發(fā)動(dòng)機(jī)和關(guān)鍵材料出口?!拔覀兒敛华q豫地決策重新設(shè)計(jì)?!笔聦?shí)上,吳希明非常感謝這次封鎖,“正是通過重新設(shè)計(jì),我們憑借著積累的經(jīng)驗(yàn),不僅換上了‘中國心——國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),更重要的是通過精細(xì)化設(shè)計(jì),彌補(bǔ)了之前的一些遺憾,真正交付給部隊(duì)一款性能最好的直升機(jī)?!?/p>
這12年間,他挨了很多批評(píng),也與很多人結(jié)為生死之交。
在一次試飛中,直—10尾槳結(jié)構(gòu)受到破壞,試飛員緊急迫降在稻田中,吳希明第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng),在對(duì)尾槳的損傷狀態(tài)進(jìn)行初步勘查后,他意識(shí)到,如果試飛員再晚處置10秒,就將失去這架直升機(jī)……
在直—10定型的慶功會(huì)上,他唯一灑淚擁抱的人就是試飛員。
在吳希明看來,建立軍方對(duì)科研人員的信任至關(guān)重要。直—10武器系統(tǒng)首次進(jìn)行機(jī)上空中發(fā)射試驗(yàn)時(shí),為了增加軍方與試驗(yàn)人員的信心,吳希明坐上直升機(jī),他也成為中國直升機(jī)研制歷史上第一個(gè)登機(jī)參與首次武器空中發(fā)射試驗(yàn)的總設(shè)計(jì)師。
2013年9月5日,我軍陸軍航空兵第一支直升機(jī)特技飛行表演隊(duì)——“風(fēng)雷”飛行表演隊(duì)在第二屆中國天津國際直升機(jī)博覽會(huì)上,首次駕駛著直—10、直—9武進(jìn)行了精彩的飛行表演。由表演隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李魁元表演的武裝直升機(jī)“筋斗”、“半筋斗翻轉(zhuǎn)”、“半滾倒轉(zhuǎn)”和“俯沖旋轉(zhuǎn)”等極限飛行動(dòng)作是被國際公認(rèn)的頂級(jí)難度動(dòng)作,世界范圍內(nèi)能夠完成這些動(dòng)作的飛行員與直升機(jī)寥寥無幾。
作為國家特級(jí)飛行員,李魁元告訴本刊記者:“直—10的優(yōu)良性能使我們有信心去飛,而所有這些極限飛行動(dòng)作的背后都有著應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)意義,代表著技戰(zhàn)術(shù)的前沿探索?!?/p>
直—10的成功給直升機(jī)所帶來了井噴式的發(fā)展,催生出12個(gè)主型號(hào)、幾十個(gè)改進(jìn)改型。
中國太需要直升機(jī)了
“汶川地震時(shí),我們已經(jīng)清醒地認(rèn)識(shí)到,中國太需要直升機(jī)了?!睂?duì)于未來中國直升機(jī)的發(fā)展,吳希明心存隱憂,“只有形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,我國才能真正成為直升機(jī)工業(yè)強(qiáng)國和直升機(jī)應(yīng)用大國?!?/p>
但是,可以預(yù)見,一旦低空政策放開,中國的直升機(jī)市場(chǎng)一定會(huì)被大量的國際直升機(jī)產(chǎn)品占領(lǐng)。早在90年代,歐洲直升機(jī)公司就開始規(guī)劃進(jìn)入中國市場(chǎng)的節(jié)奏。
“他們之所以愿意在技術(shù)領(lǐng)域與中國展開合作,原因在于中國直升機(jī)設(shè)計(jì)體系在向其靠攏的同時(shí),中國的市場(chǎng)就會(huì)向其靠攏?!眳窍C鞅硎?,未來三五年將是中國直升機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵階段,能否盡快形成一批具有全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品,將決定直升機(jī)產(chǎn)業(yè)的前途命運(yùn)。
對(duì)于未來直升機(jī)的發(fā)展思路,吳希明告訴本刊記者,高速特性將是下一代武裝直升機(jī)的關(guān)鍵指標(biāo)。
美國重金打造的“科曼奇”隱形直升機(jī)下馬后,世界武裝直升機(jī)領(lǐng)域很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都沒有出現(xiàn)更先進(jìn)的型號(hào),有人認(rèn)為,這表明武裝直升機(jī)已是“窮途末路”,中國研制的直—10是“最后的輝煌”。
對(duì)此,吳希明解釋說:“各國現(xiàn)有直升機(jī)的飛行速度大都在300公里以內(nèi),國際上將突破速度限制的新型直升機(jī)定義為第五代,但是,第五代直升機(jī)究竟是什么樣,航空界目前還沒有明確的共識(shí)?!?/p>
直升機(jī)意味著無盡的探索、無盡的前沿,100多年前的飛行原理,正是經(jīng)過了歷代直升機(jī)人的探索與創(chuàng)造,才最終形成一代又一代的先進(jìn)產(chǎn)品。
談到未來,吳希明總是說:“下一個(gè)型號(hào)我會(huì)更滿意,我要讓用戶在使用直升機(jī)時(shí)沒有任何顧慮?!眅ndprint